HỆ THỐNG AIR SUSPENSION LEVEL CONTROL TRÊN XE BMW X5

Cấu tạo của hệ thống treo khí 2 trụcB Bộ tích năng áp suất 12A Giảm xóc khí chịu nén trước trái C Bộ van bộ tích năng 12B Giảm xóckhí chịu nén trước phải 9 Cảm biến áp suất tích năng 19

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

MÔN HỌC: CHUYÊN ĐỀ GẦM ÔTÔ

BÀI TIỂU LUẬN NHÓM 2

Nguyễn Háo Thanh Dũng

Nguyễn Thiên Quốc Huy

Nguyễn Vũ Hải

Trần Minh Hiển

Nguyễn Trọng Khiêm

Nguyễn Thanh Long

Nguyễn Phú Ngọc Ninh (nhóm trưởng)

Nguyễn Thanh Phong

Phạm Minh Thanh

Trần Thanh Thảo

Nguyễn Xuân Thành

Trần Công Trang

NỘI DUNG I) Khái quát chung về hệ thống treo khí trên xe BMW X5.

1) Giới thiệu tổng quát về xe

BMW X5 bảnxDrive50i, trang bị động cơ 4,4 lít V8 tăng áp turbin kép, công suất 400 mãlực tại vòng tua 5.500 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 610 Nm tại vòng tua 1.750 -4.500 vòng/phút BMW X5 2011 xDrive50i có khả năng tăng tốc lên 100 km/h từ vị tríxuất phát trong vòng 5,3 giây

2) Các thông số kỹ thuật của xe

3) Khái quát chung về sự phát triển của hệ thống

Hệ thống treo sử dụng nhíp lá, lò xo xoắn… ra đời từ rất sớm nhưng chưa thể đáp ứngđòi hỏi cao về độ êm dịu của xe con

Hệ thống treo khí nén cũng không phải là một phát minh mới, nó xuất hiện từ những năm

1950 cùng với hệ thống treo Mc Pherson Ở hệ thống treo khí nén người ta sử dụngnhững gối cao su chứa khí nén thay vì dùng lò xo xoắn, nhíp lá hay thanh xoắn

Ngày nay các nhà thiết kế ôtô đã ứng dụng nhiều thành tựu mới của công nghệ vật liệu,

kỹ thuật cơ - điện tử để cho ra đời hệ thống treo có tính năng kỹ thuật tiên tiến, đó là hệthống treo khí nén - điện tử hiện đang dùng cho dòng xe cao cấp như Audi, BMW,Lexus

Hệ thống treo khí đã được sử dụng lần đầu tiên trên dòng E39 của BMW

4) Cấu tạo chung của hệ thống

5) Các vấn đề gặp phải trước khi trang bị hệ thống trên xe.

Với hệ giảm chấn quá mềm hệ thống treo sẽ tạo ra nhiều rung động đàn hồi khi làm việc.Ngược lại với hệ quá cứng sẽ làm cho xe bị xóc mạnh

Sự dung hoà giữa hai đặc điểm trên chính là ý tưởng để các nhà thiết kế đưa ra hệ thốngtreo khí nén - điện tử

6) Sự cần thiết phải trang bị hệ thốngtrên xe

Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng, xe thường chịu tải trọng dao động

do bề mặt đường mấp mô sinh ra

Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe và đặc biệt là gây cảm giác khôngthoải mái đối với người ngồi trong xe

Nếu con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ôtô sẽ mắc những bệnh

về thần kinh và não

II) Cấu tao của hệ thống trên xe 1.1) Các chi tiết của hệ thống

Rear Shock : Giảm Chấn Phía Sau Distributor: Bộ Phân Phối

Control Vavle: Van Điều Khiển

Camber Warming Switch:

Oil Reservoir: Bình Chứa Dầu

Pressure Reservoir: Bình Áp Suất Expainsion Hose: Ống Giãn Nở

Tandem Pump:Bơm Kép

Stabilizer Bar: Hệ Thống Treo

Pressure Lines; Đường Cao Áp

Regulating Linkage: Cơ Cấu Điều Chỉnh

1.2 Cấu tạo hệ thống treo khí 1 trục

1.3 Cấu tạo hệ thống treo khí 2 trục

2 Các chi tiết điện – điện tử của hệ thống

2.1 Cấu tạo của hệ thống treo khí 1 trục

2.2 Cấu tạo của hệ thống treo khí 2 trục

B Bộ tích năng áp suất 12A Giảm xóc khí chịu nén trước trái

C Bộ van bộ tích năng 12B Giảm xóckhí chịu nén trước

phải

9 Cảm biến áp suất tích năng 19 Van thông áp suất cao

2.4 Bộ nén khí

2.5 Bộ điều khiển (EHC)

Hệ thống treo khí được trang bị một bộ điều khiển được đặt bên phải phía sau khoang hành lý

Bộ điều khiển treo khí một cầu được đặt trong hộp ở góc phải khoang hành lý

Dòng E53 với treo khí 2 cầu thì bộ điều khiển đặt sau giá tấm cách nhiệt

Cấu tạo giảm xóc

Ống giảm chấn lò xo bằng khí là một sự kết hợp giữa một van điều tiết áp suất khí và một

lò xo

1 Lò xo phụ

2 Ống khí

3 Giảm xóc

3 ống nối từ bộ van tới bộ tích áp

2 8 CẢM BIẾN ĐỘ CAO

Nút điều khiển

Nút bấm điều khiển trên dòng E53 với treo khí 02 trục Lái xe có thể cài đặt chiều cao xe

ở 3 chế độ khác nhau

• Đường xấu (+25 mm), khe hở so với mặt đất cao

• Tiêu chuẩn, độ cao bình thường

• Đường dẫn (+35 mm), cho đường vào, ra, tải và không tải

•

2.10 BẢNG ĐIỀU KHIỂN

Bộ điều khiển Nguyên nhân Biển báo hiệu Tin điều khiển

kiểm tra

Thông tin bảng điều khiển

mất chức năng,

Hỏng hệ thống cảm biến điều khiển độ cao

Hỏng hệ thống cảm biến điều khiển độ cao.Khoảng sáng gầm và chế độ lái

Có thể kiểm tra sớm bằng dịch

vụ BMW

cảm biến điều khiển độ cao

Hỏng hệ thống cảm biến điều khiển độ cao

Hỏng hệ thống cảm biến điều khiển độ cao

Có thể giảm chế

độ lái.có vấn đềđược kiểm tra bởi BMW

III Nguyên lý hoạt động

Lái xe có thể cài độ cao xe ở ba chế độ khác nhau:

• Off - road (+25 mm) tốc độ 50 km / h

• Tiêu chuẩn (0 mm), chiều cao xe bình thường

• Access (-35 mm): lối ra vào, có tải và không tải, tốc độ 35 km/h

Hoặc có thể được kích hoạt trong chế độ tiêu chuẩn với tốc độ < 25 km/h

Những chiều cao khác nhau được lựa chọn bởi núm điều chỉnh Đèn báo trên táp lô phát sáng cho thấy chế độ hiện tại được cài đặt

III.1 Nguyên lý của hệ thống treo khí 1 trục

Khi bật khóa, điều chỉnh chế độ tăng áp hoặc di chuyển qua đường đèo núi, các cảm biến

sẽ nhận tín hệu gửi về ECU điều khiển môtơ điện hoạt động kéo máy nén hút không khíqua lọc khí tới lọc sấy khí qua van 1 chiều tới 2 solenoild trái và phải của bộ giảm sóc,lúc này solenoild mở để không khí đi vào bộ giảm sóc để tăng lượng không khí bên trongvào bộ giảm sóc kết quả là khung xe được nâng lên

Khi điều chỉnh chế độ hạ áp hoặc đi trên mặt đường bằng phẳng với tốc độ cao, các cảmbiến sẽ nhận tín hiệu gửi về ECU điều khiển solenoild trái và phải của bộ giảm sóc mở đểkhông khí từ bộ giảm sóc qua van xả qua van giới hạn thoát ra ngoài, khối lượng khí ở bộgiảm sóc được điều chỉnh thông qua van nén giới hạn

Khi xe đứng yên hoặc di chuyển bình thường, các cảm biến sẽ nhận tín hiệu gửi về ECUđiều khiển solenoild trái và phải sẽ mở để không khí không vào được hệ thống Solenoildtrái và phải mở để cân bằng áp lực của 2 bộ giảm sóc

Khi xe di chuyển các cảm biến độ cao liên tục gửi tín hiệu về ECU để luôn điều khiển cácsolenoild đóng, mở để nâng hoặc hạ biến đổi độ cứng hay mềm cho bộ giảm sóc

III.2 Nguyên lý của hệ thống treo khí 2 trục

B Bộ tích năng áp suất 12A Giảm xóc khí chịu nén trước trái

C Bộ van bộ tích năng 12B Giảm xóckhí chịu nén trước

phải

9 Cảm biến áp suất tích năng 19 Van thông áp suất cao

Khi bật khóa, điều chỉnh chế độ tăng áp hoặc di chuyển qua đường đèo núi, các cảm biến

sẽ nhận tín hiệu gửi về ECU điều khiển môtơ điện hoạt động kéo máy nén hút không khíqua van 1 chiều tới lọc sấy khí qua van tiết lưu tới 4 solenoild trái và phải của bộ giảmsóc, lúc này các solenoild của bộ giảm sóc mở để không khí đi vào, van tích năng áp suất

xả thông áp suất cao và van dẫn hướng đóng

Khi chỉnh chế độ cứng hoặc mềm của bộ giảm sóc khí, các cảm biến sẽ nhận tín hiệu gửi

về ECU điều khiển môtơ điện hoạt động kéo máy nén hút không khí qua van một chiềuqua lọc khí sấy qua van tiết lưu tới bộ tích năng nhờ cảm biến áp suất tích năng đóng mởsolenoild để cho lượng không khí phù hợp vào bộ tích năng Lúc này các solenoild cònlại đóng

Khi chỉnh chế độ hạ áp hoặc đi trên mặt đường bằng phẳng với tốc độ cao, các cảm biến

sẽ nhận tín hiệu gửi về ECU điều khiển van thông áp suất cao, solenoild các bộ giảm sóc

mở, các solenoild còn lại đóng để không khí từ bộ giảm sóc thoát ra ngoài, các cảm biến

độ cao sẽ liên tục gửi tín hiệu về ECU để điều khiển lượng khí phù hợp

Khi di chuyển các cảm biến sẽ nhận tín hiệu gửi về ECU điều khiển solenoild xả mở đểkhông khí không đi vào hệ thống, solenoild bộ giảm sóc và van tích năng áp suất mở,sonenoild bộ dẫn hướng và thông áp suất cao đóng để duy trì chế độ giảm sóc

Khi xe di chuyển các cảm biến độ cao liên tục gửi tín hiệu về ECU để luôn điều khiển cácsolenoild đóng, mở để nâng hoặc hạ biến đổi độ cứng hay mềm cho bộ giảm sóc

IV.1 Ưu và nhược điểm của hệ thống

Ưu điểm:

"Thông minh" và "linh hoạt" đó là những gì có thể nói về hệ thống treo khí nén - điện tử.Khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh khí cho phép đáp ứng với độ nghiêngkhung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua và góc quay vô lăng của người lái

Như vậy khi xe chạy, độ cứng các ống giảm xóc có thể tự động thay đổi sao cho cơ chếhoạt động của hệ thống treo được thích hợp và hiệu quả nhất đối với từng hành trình Thích nghi với tải trọng của xe, thay đổi độ cao gầm xe cho phù hợp với điều kiện hànhtrình

Hấp thụ những rung động nhỏ, do đó tạo tính êm dịu chuyển động tốt hơn so với lò xokim loại, dễ dàng điều khiển được độ cao sàn xe và độ cứng lò xo giảm chấn

Các lò xo xoắn được thay thế bằng túi khí cao su nên giảm bớt một phần trọng lượng xe.Bớt được khối lượng này sẽ cho phép các lốp xe chịu tải tốt hơn trên các điều kiện mặtđường không bằng phẳng mà ít ảnh hưởng đến độ cân bằng của xe, vì vậy cảm giác khilái sẽ nhẹ nhàng và dễ chịu

Những chỗ mấp mô hay ổ gà trên mặt đường hầu như không ảnh hưởng nhiều đến ngườingồi trong xe

Nhược điểm:

Chi phí trang bị hệ thống rất mắc tiền

IV.2 So sánh xe BMW X5 có trang bị hệ thống treo khí với các xe có trang bị các hệ thống tương tự khác

Để tạo thoải mái cho những người ngồi trong xe khi đi vào những đoạn đường xóc mà hệthống treo hiện nay chưa khắc phục được, BOSCH Coporation đã giới thiệu hệ thống treomới được điều khiển điện tử gồm có một môtơ điện từ thẳng đứng, thiết bị khuyếch đạicông suất ở mỗi bánh xe cùng với một bộ điều khiển

Môtơ điện từ thẳng đứng được lắp đặt ở mỗi bánh xe, đóng vai trò kết nối giữa bánh xe

và khung xe Bên trong môtơ là nam châm điện và lõi của cuộn dây, khi năng lượng điệnđược cấp vào cuộn dây môtơ sẽ co ngắn lại hoặc giãn dài ra để tạo ra chuyển động giữabánh xe và thân xe

Hệ thống treo của Bosch được điều khiển nhờ một bộ điều khiển được nghiên cứutrong24 năm Bộ điều khiển này được vận hành nhờ cảm biến để cung cấp thông tin xungquanh chiếc xe và gửi yêu cầu tới bộ khuyếch đại công suất Mục tiêu của bộ điều khiển

là phân tích tính toán và điều khiển bộ khuyếch đại tác động vào môtơ điện từ giúp xe đạtđược độ êm dịu cao khi đi vào những những đoạn đường xấu

Airmatic - hệ thống treo bằng khí nén của Mercedes

Tính năng hệ thống treo của mỗi loại xe bao giờ cũng là kết quả dung hoà giữa hai lựa chọn: độ an toàn và độ êm dịu Mercedes đã phát minh ra kết cấu Airmatic lắp trên các xeHạng E đời mới

Trong hệ thống treo Airmatic, việc giảm xóc cho từng bánh xe riêng biệt được thực hiện không phải bằng lò xo như thông thường, mà bằng khí nén Lượng hơi cần thiết sẽ được nhanh chóng nạp hoặc xả thông qua các van điện từ dẫn vào một kết cấu giảm xóc đặc biệt Hệ thống này bao gồm: các ống giảm xóc bằng hơi trước và sau; máy nén khí; bình khí nén trung tâm; hộp điều khiển; các cảm biến có chức năng thông báo cho hộp điều khiển về tốc độ, tải trọng và góc xoay bánh lái

Các thành phần của Airmatic liên hệ với nhau bởi các đường dẫn khí và được nối vào bộ điện của xe thông qua lớp tiếp xúc đa chức năng của hệ truyền dữ liệu điện tử CAN (Controller Area Network) Nhờ chức năng “Wake-up”, Airmatic được kích hoạt ngay khi mở cửa xe, nhằm điều chỉnh độ cao gầm xe và độ đàn hồi của các ống giảm xóc trướckhi xe khởi hành

V Kết luận

Khi xe ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng, xe thường chịu tải trọng và dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra Do đó, sử dụng hệ thống treo khí nén trên xe BMW sẽ :

Tạo cảm giác dễ chịu cho người ngồi trong xe

Nâng cao tính ổn định và tuổi thọ của xe

Chiếc xe tự động hạ thấp xuống khi tốc độ vượt quá 120km/h để đảm bảo an toàn và khả năng vận hành êm ái

Cho phép người lái lựa chọn 4 cấp độ khác nhau, điều chỉnh ở mức tự động hoặc chủ động nếu như con đường không được bằng phẳng

Chi phí đắt, khách hàng phải trả một khoản chi phí lớn khi lắp đặt hệ thống treo khí nén kết hợp điều khiển điện tử

Tự động điều chỉnh với tải trọng của xe, thay đổi chiều cao gầm xe cho phù hợp với điều kiện hành trình

Có khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xy lanh khí cho phép đáp ứng với độ nghiêng của khung xe và tốc độ khi xe vào cua

Hệ thống treo trước đây thường là các lò xo xoắn, ngày nay được thay thế bằng khối khí cao su nên giảm bớt được một phần trọng lượng

Tài liệu tham khảo:

Air Suspension Level Control System